기초과학연구원 리서치솔루션센터

□ 기초과학연구원 리서치솔루션센터 개요

기초과학연구원(IBS)은 핵심 연구 인프라를 집적하여 공동 활용하는‘리서치솔루션센터(RSC)’를 운영하고 있다. 개별 연구자가 구축하기 어려운 핵심 연구시설·장비를 구축하고 개방하여 공동 활용함으로써 연구의 효율성을 높이고, 연구지원 서비스 및 장비 교육 등 연구자 맞춤형 활용을 지원한다. IBS-RSC는 실험동물자원시설, 이미징/분석자원, (초)고성능 컴퓨팅 자원으로 구성되어 있으며 숙련된 전문 인력을 배치하여 자원 간 연계활용 및 연구의 전(全) 과정을 지원하고 있다.

그림 1. 기초과학연구원(IBS) 대전 본원 시설 개요

□ 인프라 현황

1. 실험동물자원시설(IBS Laboratory Animal Resource Facility)

IBS-RSC 실험동물자원시설은 4,836m2(약1,465평)의 면적으로 전구역 SPF 동물실로 구축되었으며, 최대 6,000케이지를 수용할 수 있는 규모이다. 사육실, 세척실, 하역장, 일반실험실과 사무실 구역으로 나뉘어 관리되고 있으며 동물사육 6개 공조 구역의 온도, 습도, 조도, 취기, 소음 등의 환경이 24시간 적정범위 내로 관리되고 있다.

 그림 2. IBS-RSC 실험동물자원시설 개요

2018년부터 동물실험윤리위원회(IACUC)를 구성하여 동물실험계획서 심의 및 동물실험 윤리이행점검, 동물실험 시설실사 등을 지원하고 있다. 실험동물의 사육뿐 아니라, 안정적인 실험동물 자원 유지 및 공급을 위한 청정화, 동물자원 동결보존 관리 서비스와 동물과 실험환경에 대한 미생물 모니터링 관리를 통해 최적의 동물실험시설을 유지하고 있다.

그림 3. IBS-RSC 실험동물자원시설 주요 장비

또한, 동물실험 수행을 위한 수의학적 지원과 동물실험 입문교육 및 기타 기술교육을 지원하고 있다. 현재 IBS 본원 연구단을 대상으로 운영되고 있으며 향후 지원 범위를 확대할 계획이다.

2. 이미징/분석자원(Imaging/ Analysis Infrastructure)

IBS-RSC의 이미징/분석자원은 Cryo-EM, 일반현미경, 유세포분석으로 구성되어 있다. 기초과학연구에 필수적인 이미징/분석장비를 구축하고, 전문인력이 연구 수행을 지원하고 있다.

Cryo-EM은 시료를 유리화 동결하여 고품질의 이미지를 획득하고 일련의 전산처리 과정을 통해 3차원 구조 모델로 재구성하는 연구기법이다. IBS RSC는 가속전압 300kV(Krios G4)와 200kV(Glacios)의 Cryo-TEM 장비 총 2대와 유리화 동결장치(Plunge Freezer) 총 4대를 보유하고 있으며, 실험 컨설팅을 비롯하여 시료의 전처리, 데이터 수집, 이미지 전산처리 등 Cryo-EM 구조생물학 연구 수행에 필요한 실험 전과정을 지원하고 있다.

그림 4. IBS-RSC 이미징/분석 자원 주요 장비

일반현미경자원으로 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM), 초해상력 공초점 레이저 주사현미경, 고속공초점현미경, 도립LED형광현미경, 초해상력 현미경 SIM과 STORM, 3차원 배양 세포 영상 현미경 등의 장비를 보유하고 있다. 전자, 광학, LED, 레이저 등의 여러 가지 광원들을 이용하여 생물부터 재료분야에 이르는 다양한 시료의 이미징 분석 연구를 지원하고 있다.

유세포분석기는 형광과 레이저를 기반으로 하는 실험기법이다. 다양한 형광 probe를 활용하여 세포가 갖는 여러 특징을 동시에 분석하고, 특정 세포만을 single cell 단위로 분리해 낼 수 있다. 유세포분석자원에는 유세포분석기(LSRFortessa & FACSCantoII)와 유세포분리기(Moflo Astrios)를 보유하고 있으며 주로 면역학, 바이러스 연구, 암 연구등의 바이오 분야 연구자들에게 장비 사용자 교육, 기술 지원, 실험 디자인 컨설팅 및 데이터분석 등을 통해 장비를 활용한 실험 전과정을 지원하고 있다.

3. (초)고성능컴퓨팅자원(High Performance Computing Infrastructure)

IBS-RSC는 2018년 첫 번째 슈퍼컴퓨터 ‘알레프(Aleph)’를 도입하고 기후물리 분야를 비롯한 물리, 화학, 생명과학 등 다양한 분야의 컴퓨팅 시뮬레이션 수행에 활용하고 있다. 알레프는 1.43PFlops의 이론 계산 성능과 8,740TB의 저장용량 등, 도입 당시 세계 445위, 국내 공공 기관 중 3위에 해당하는 규모로 구축되었다. 대규모 연산과 분석, 대용량 데이터 처리 등 세계적인 수준의 연구성과를 창출하는 데 핵심적인 역할을 수행하고 있다.

그림 5. IBS-RSC (초)고성능컴퓨팅자원 주요 장비

RSC는 2020년에 대용량 데이터의 저장 및 분석을 위해 대용량 데이터 분석 허브‘올라프(Olaf)’를 구축하였고, 2021년에 병렬스토리지 및 테이프 아카이빙시스템을 증설하였다. 기초과학 연구에서 생산되는 대용량 데이터를 안전하고 원활하게 저장하고, 빠르게 분석하여 대형 실험시설·장비의 효용성을 극대화하고 있다.